KWALIFIKACJA ELE6 + ELE7 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 20.
Do pomiarów natężenia przepływu spalin w kotle parowym stosuje się
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rurki spiętrzające (typu Pitota) służą do wyznaczania prędkości gazu na podstawie różnicy ciśnień (spiętrzenia). Znając prędkość i przekrój kanału można wyznaczyć natężenie przepływu spalin. Termoelementy i pirometry mierzą temperaturę, a nie przepływ.

Pełne wyjaśnienie:

Natężenie przepływu spalin w kotle (w praktyce w przewodzie/kanale spalinowym) wyznacza się zwykle przez pomiar prędkości przepływu gazu i przeliczenie jej na strumień objętościowy lub masowy. Do takiego zadania stosuje się rurki spiętrzające (często kojarzone z rurką Pitota), które wprowadzane do strumienia gazu pozwalają uzyskać sygnał w postaci różnicy ciśnień związanej z ciśnieniem dynamicznym przepływu.

Dlaczego to działa? Rurka spiętrzająca ma otwór skierowany "pod prąd" przepływu. W tym punkcie gaz jest wyhamowany, a jego energia kinetyczna zamienia się w wzrost ciśnienia (spiętrzenie). Porównując to ciśnienie z ciśnieniem statycznym w kanale otrzymuje się różnicę ciśnień, z której wyznacza się prędkość. Następnie, znając pole przekroju przewodu (oraz w razie potrzeby gęstość zależną od temperatury i składu), oblicza się natężenie przepływu.

Pozostałe odpowiedzi dotyczą innych wielkości fizycznych:

  • Aerometry są kojarzone z przyrządami do pomiaru właściwości gazów/powietrza (np. gęstości lub parametrów związanych ze składem), a nie typowymi przyrządami do wyznaczania natężenia przepływu spalin w kanałach kotłowych.
  • Termoelementy to czujniki temperatury oparte na zjawisku termoelektrycznym. Są powszechne w energetyce, ale służą do pomiaru temperatury spalin, metalu, pary itp., nie do pomiaru przepływu.
  • Pirometry mierzą temperaturę bezkontaktowo na podstawie promieniowania cieplnego. To także pomiar temperatury, więc nie odpowiada na pytanie o natężenie przepływu.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w odpowiedziach pojawiają się czujniki temperatury (termoelement, pirometr), a pytanie dotyczy przepływu, szukaj przyrządów opartych o ciśnienie różnicowe (rurka spiętrzająca, dysza, kryza) lub typowych mierników prędkości gazu (anemometr).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rurka spiętrzająca (często kojarzona z rurką Pitota) to sonda do pomiaru prędkości przepływu gazu na podstawie różnicy ciśnień. W energetyce używa się jej m.in. w kanałach spalinowych do wyznaczania prędkości spalin, a następnie ich natężenia przepływu po przeliczeniu na strumień.
Najpierw mierzy się prędkość spalin (np. rurką spiętrzającą), a potem przelicza na strumień objętościowy przez pomnożenie prędkości przez pole przekroju kanału. Jeśli potrzebny jest strumień masowy, uwzględnia się dodatkowo gęstość gazu zależną m.in. od temperatury i składu.
Termoelement jest czujnikiem temperatury: generuje napięcie zależne od różnicy temperatur złącza pomiarowego i odniesienia. Nie mierzy prędkości ani ciśnienia dynamicznego gazu, więc nie pozwala bezpośrednio wyznaczyć natężenia przepływu. Może jedynie wspierać obliczenia (np. gęstości).
Pirometr mierzy temperaturę na podstawie promieniowania cieplnego emitowanego przez obiekt lub strumień gazu. Jest to pomiar bezkontaktowy temperatury, a nie pomiar prędkości czy strumienia. Dlatego pirometr nie jest właściwym przyrządem do określania natężenia przepływu spalin.
Nie całkiem. Rurka spiętrzająca dostarcza informację o różnicy ciśnień, z której wyznacza się prędkość przepływu. Dopiero po przeliczeniu prędkości (i uwzględnieniu geometrii kanału oraz czasem gęstości) otrzymuje się natężenie przepływu. Na egzaminie warto pamiętać tę "dwuetapowość".
Najczęstszy błąd to wybór przyrządu do temperatury zamiast do przepływu (termoelement/pirometr). Drugi błąd to mylenie prędkości z natężeniem przepływu oraz pomijanie faktu, że natężenie wynika z prędkości i przekroju kanału. W testach szukaj haseł: ciśnienie różnicowe, spiętrzenie.
Pomiary wykonuje się m.in. podczas rozruchu i regulacji instalacji, przy diagnostyce nieprawidłowego ciągu, w czasie przeglądów eksploatacyjnych oraz przy analizie sprawności i bilansów. W praktyce pomaga to wykryć problemy z wentylatorami, niedrożnościami kanałów lub rozregulowaniem układu.
Przyrządy do przepływu zwykle bazują na różnicy ciśnień lub na pomiarze prędkości (np. rurka spiętrzająca, anemometr). Przyrządy do temperatury to m.in. termoelementy, rezystancyjne czujniki temperatury i pirometry. Jeśli w odpowiedziach widzisz "-metr" nie sugeruj się nazwą, tylko zasadą pomiaru.
Poza rurką spiętrzającą spotyka się rozwiązania wykorzystujące elementy dławiące (np. zwężki) i pomiar spadku ciśnienia, a także anemometry do pomiaru prędkości. Dobór metody zależy od temperatury spalin, zapylenia, dostępności odcinka prostego kanału i wymaganej dokładności pomiaru.
Temperatura wpływa na gęstość gazu, a ta bywa potrzebna do przeliczeń, zwłaszcza gdy interesuje strumień masowy lub gdy wynik ma być sprowadzony do warunków odniesienia. Dlatego w praktyce często mierzy się zarówno prędkość (np. rurką spiętrzającą), jak i temperaturę (np. termoelementem).
info

Statystycznie 43% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Rurki spiętrzające (typu Pitota) służą do wyznaczania prędkości gazu na podstawie różnicy ciśnień (spiętrzenia)."

Źródła:

  • Wikipedia (EN): Pitot tube — https://en.wikipedia.org/wiki/Pitot_tube (dostęp: 2026-02-27)
  • OMEGA Engineering: Pitot Tubes (opis zasady pomiaru prędkości/przepływu) — https://www.omega.com/en-us/resources/pitot-tubes (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki/skompendia z AKPiA w energetyce (działy: pomiar przepływu gazów, ciśnienie różnicowe)
  • Materiały dydaktyczne o rurce Pitota (rurka spiętrzająca) i przetwornikach różnicy ciśnień
  • Instrukcje producentów anemometrów i zestawów z rurką spiętrzającą do pomiaru prędkości gazów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego